Eau et Plomberie

Le chauffe-eau classique, à reservoir de stockage

C’est le chauffe-eau le plus répandu au Québec. Mais il est énergivore et peu durable. Découvrez les modèles les plus éco-énergétiques.

Le chauffe-eau classique, à reservoir de stockage
© Lionel Mendoza, Creative Commons.

Le chauffe-eau à réservoir de stockage, ou chauffe-eau à accumulation, c’est quoi ?

C’est l'appareil le plus couramment utilisé en Amérique du Nord. Son principe est simple : chauffer et emmagasiner l'eau dans un réservoir de sorte que les occupants de la maison ont accès à une grande quantité d’eau chaude en tout temps. La cuve est toujours pleine : à mesure que l'eau chaude est puisée du haut du réservoir, de l'eau froide entre dans le bas pour être chauffée à son tour. Le chauffage peut être assuré par différentes sources d'énergie comme l'électricité, le gaz ou le mazout.

Comment ça marche ?

Le réseau de distribution d’eau chaude est relié au réservoir par un raccordement sur le dessus, l’alimentation en eau froide se faisant soit par le côté du réservoir, à sa base, soit par un conduit entrant par le dessus de la cuve et diffusant l’eau près du fond. L'eau froide sous pression remplace au fur et à mesure la quantité d'eau chaude qui est prélevée lorsque l'eau chaude est prélevée du système. Le ballon demeure en tout temps sous la pression de l'eau froide, c'est pourquoi ce type de chauffe-eau doit être muni d'un limiteur de pression (ou groupe de sécurité) sur l'arrivée d'eau froide.

Les modèles les plus répandus au Québec sont électriques et généralement équipés de deux éléments chauffants placés à des niveaux différents, possédant chacun leur propre thermostat. La première résistance se situe dans le tiers supérieur de la cuve et sert à maintenir l’eau chaude à sa température de consigne. Elle fonctionne lorsque le thermostat du haut détecte une baisse de température, ce qui provoque l'arrêt de l'élément inférieur si celui-ci est en action à ce moment. S’il n’y a pas de demande de chauffage à l’élément supérieur et que le thermostat du bas détecte à son tour une baisse de température, la résistance du bas se met en route jusqu’à ce que le point de consigne soit atteint ou qu’il y ait une nouvelle demande au thermostat du haut.

Les chauffe-eau à accumulation au gaz fonctionnent soit avec du gaz naturel soit avec du gaz propane ou butane. C'est un brûleur qui permet de chauffer l'eau, d'où la nécessité de disposer d'une évacuation pour extraire les gaz de combustion. Cette évacuation peut se faire par l'intermédiaire d'un conduit de cheminée existant (évacuation atmosphérique) ou d'une ouverture sur un mur extérieur. L'extraction est alors soit mécanique au moyen d'un ventilateur électrique, soit directe, ce qui est avantageux en cas de panne électrique. L'évacuation atmosphérique est à privilégier si un conduit de cheminée en état de fonctionnement est disponible, mais l'emplacement de ce dernier détermine l'endroit où sera posé le chauffe-eau.

Avantage : peu dispendieux à l’achat

L'avantage majeur d'un chauffe-eau à réservoir de stockage est son faible prix d'achat couplé à sa capacité à répondre aux besoins de la plupart des ménages. Pour un modèle électrique, le prix d’achat est généralement compris entre 300 et 800 $. Vous disposez instantanément d'un important volume d'eau chaude lorsqu'il y a une demande. À noter qu'un chauffe-eau au gaz récupère sa chaleur deux fois plus rapidement que celui qui fonctionne à l'électricité, et la plupart des modèles au gaz sont autonomes en cas de panne d'électricité.

Inconvénients : il consomme trop d’énergie et a une durée de vie limitée

En revanche le principe même de l'accumulation rend cet appareil particulièrement énergivore car l'eau du réservoir doit être constamment maintenue à bonne température, même en dehors des périodes d'utilisation : 10 à 20 % de l’énergie utilisée pour le chauffage de l’eau ne sert qu’à la maintenir à la température de consigne afin de compenser les pertes de chaleur par les parois de la cuve. Outre le gaspillage énergétique, le chauffe-eau à réservoir de stockage constitue par ailleurs un sérieux problème de pollution environnementale. En effet, sa courte durée de vie (une dizaine d'années en moyenne !) et son volume imposant créent une catastrophe post-consommation : aux États-Unis seulement, plus de 7 millions d'appareils sont envoyés au dépotoir chaque année! Ce bilan déjà peu reluisant est complété par le risque de légionellose, une infection pulmonaire aiguë et potentiellement mortelle.

Choisir la taille du chauffe-eau

Si le réservoir est trop gros, vous devez payer davantage pour garder votre eau à la température de consigne car un plus gros réservoir a une plus grosse surface d'échange avec le milieu ambiant, ce qui donne lieu à plus de pertes par les parois. A l'inverse, s'il est trop petit vous perdez considérablement en confort car vous ne disposez pas de suffisamment d'eau chaude en périodes de pointe ! Mais le volume de la cuve ne doit pas être le seul critère à considérer lors du choix d'un chauffe-eau à accumulation. La disponibilité de l'eau chaude dépend certes de la capacité du réservoir, mais aussi du taux de récupération du chauffe-eau, c'est à dire de la quantité d'eau chaude qu'il peut produire en une heure. Le tableau ci-dessous permet d'estimer le volume de stockage en fonction du nombre de points d'eau à alimenter et du nombre de personnes que compte le foyer :

Tableau chauffe-eau
Tableau Yan Alajouanine pour Écohabitation.

Ces valeurs restent indicatives, les besoins pouvant varier considérablement d'une famille à une autre. Un bon dimensionnement s’appuiera sur une analyse détaillée de la consommation d'eau chaude du foyer afin d'évaluer correctement ses besoins, particulièrement en période de pointe.

Il est cependant possible de réduire la demande en eau chaude, et donc la taille du réservoir, en se munissant d'un récupérateur de chaleur des eaux grises (voir fiche sur récupération de chaleur des eaux grises) ou en installant tout simplement des limiteurs de débit.

Les alternatives écologiques et économiques : chauffe-eau Energy Star, chauffe-eau à trois éléments…

  1. Les chauffe-eau Energy Star. Si le chauffe-eau à réservoir de stockage présente de nombreux inconvénients, il reste quand-même le choix le plus répandu chez le consommateur en raison de son prix. Si vous planifiez d'en acheter un, il est important de sélectionner un appareil à haut rendement : ces derniers consomment jusqu'à 40 % moins d'énergie que les modèles ordinaires. Un appareil à haut rendement est habituellement doté d'au moins une des caractéristiques suivantes :

  • une meilleure isolation du réservoir afin de réduire les pertes de chaleur par ses parois ;
  • un meilleur échange thermique pour transférer une plus grande quantité de chaleur de la source d'énergie à l'eau ;
  • un meilleur contrôle du déflecteur et du registre de tirage clapet pour les modèles au gaz, ce qui réduit les pertes de chaleur par le conduit d'évacuation ;
  • des « pièges à chaleur » qui permettent à l'eau de circuler dans le réservoir et d'éviter les écoulements non souhaités d'eau chaude à l'extérieur du réservoir.
  1. Les nouveaux chauffe-eau à trois éléments constituent un choix intéressant. Ils accordent en effet moins d’importance au chauffage de l’eau froide qui entre en bas de la cuve lorsque la demande en eau chaude est faible, puisque cette dernière ne sera pas utilisée immédiatement. Contrairement aux modèles standards souvent équipés de deux résistances de 4 500 watts, ils fonctionnent avec trois résistances d’une puissance respective de 800, 3 000 et 3 800 watts. Le chauffage de l’eau est ainsi moins puissant mais plus constant, ce qui se traduit par une plus faible demande collective d'électricité en période de pointe. C'est donc un choix éco-responsable, puisqu’une répartition plus uniforme de la charge (potentiellement multipliée par plusieurs milliers de foyers) contribue à une utilisation plus judicieuse des ressources énergétiques. Allez faire un tour sur le site d'Hydro-Québec pour plus d'informations.

  1. Certains fabricants proposent désormais des cuves en polybutylène (matière plastique) sans joint, moulées par soufflage, inattaquables par la rouille et la corrosion, garanties à vie ! Des couches multiples de filaments de fibre de verre viennent compléter la composition du réservoir pour assurer sa solidité.

  1. Des résistances plus durables. Un point sur les corps de chauffe électriques. Vous pouvez avoir le choix entre une résistance immergée (standard) et une résistance stéatite : la première est en contact direct avec l'eau et le calcaire qui s'y dépose finit par diminuer son habileté à chauffer l'eau, alors que la seconde est protégée par une enveloppe. C'est sur cette enveloppe de métal que se forme le dépôt calcaire. Les résistances stéatites ont ainsi une durée de vie supérieure et sont logiquement plus chères, mais elles ont l'avantage de pouvoir être remplacées facilement, sans vidanger le chauffe-eau. Ce type de résistance est particulièrement indiqué si l'eau de votre région est plus calcaire que la moyenne.

Le chauffe-eau au gaz : avantages et inconvénients

L'investissement de départ sera un peu plus élevé si vous utilisez le gaz comme source d'énergie. Commencez par privilégier les modèles dont la chambre de combustion est scellée. Cela empêche les vapeurs inflammables d'y pénétrer et d'y brûler, ce qui limite fortement le risque d'accident : l'allumeur ou le brûleur du chauffe-eau peuvent entraîner l'allumage de ces vapeurs et causer un retour de flamme, un incendie ou une explosion pouvant causer d'importants dommages matériels, de graves blessures corporelles ou la mort.

De plus, l'air « comburant » (nécessaire à la combustion) d'une chambre scellée provient entièrement de l'extérieur du bâtiment et non de l'intérieur, ce qui contribue à améliorer la qualité de l'air.

Tel que mentionné précédemment, un chauffe-eau au gaz récupère sa chaleur deux fois plus rapidement qu'un électrique, et la plupart des modèles sont autonomes en cas de panne d'électricité. Votre meilleure option sera le chauffe-eau à condensation. Plus cher mais plus efficace, il tire profit de la chaleur latente de la vapeur d'eau contenue dans les gaz d'échappement pour améliorer son rendement, en condensant cette vapeur avant de rejeter l'eau sous forme liquide. Sachez que dans le cadre du programme d'efficacité énergétique de Gaz métro, les modèles à condensation sont éligibles à une aide financière de 250 $ à l'achat et l'installation.

Les conseils d’Écohabitation

  1. N'optez pour un réservoir horizontal que si vous n'avez pas le choix car ce sont les moins efficaces. Lorsqu’il y a consommation d’eau chaude, l’eau froide de remplacement doit remplir le fond de la cuve de manière à ce que cette eau ne se mélange que faiblement à l’eau chaude du réservoir, et c'est la forme allongée du réservoir cylindrique vertical qui contribue le mieux à limiter ce mélange.
  2. Si vous souhaitez alimenter en eau chaude un point éloigné du chauffe-eau central, il pourra être pertinent d'installer un chauffe-eau de petite capacité en complément de votre installation principale. Cela vous permettra de limiter les déperditions d'énergie dans les canalisations et de ne pas consommer d'eau inutilement écoulée en attendant qu'elle soit chaude.
  3. Le chauffe-eau à réservoir de stockage doit être installé dans la partie chauffée de votre logement afin de limiter ses pertes de chaleur statiques. Si vous n'avez d'autre choix que de l'installer dans un local non chauffé, il est essentiel que les canalisations soient thermiquement isolées. Utilisez des gaines en mousse isolante ne contenant aucun HCFC (hydrochloro-fluorocarbones), CFC (chlorofluorocarbones) ou COV (composés organiques volatiles). Les réservoirs modernes possèdent déjà une très bonne isolation, entre R-16 et R-19 (la laine isolante a cédé sa place à la mousse d’uréthane, dont la résistance thermique par unité d’épaisseur est beaucoup plus élevée), mais vous pouvez aussi recouvrir votre chauffe-eau d'un manteau isolant pour gagner encore en efficacité.
  4. Si vous prévoyez des vacances ou une absence prolongée, il est recommandé de fermer l’alimentation du chauffe-eau ainsi que l'arrivée d’eau froide. L'objectif est de sauver de l’énergie, de protéger votre propriété contre les dégâts occasionnés par le chauffe-eau s’il coule durant votre absence, et d’empêcher que se forme une concentration d’hydrogène dans le système. En effet, de l'hydrogène, un gaz extrêmement inflammable, peut être généré dans les canalisations d'eau chaude lorsque le chauffe-eau demeure inutilisé sur une longue période (habituellement deux semaines et plus), pouvant provoquer des accidents. À votre retour, il est ainsi recommandé d'ouvrir (prudemment) le robinet d'eau chaude de la cuisine pendant quelques minutes avant d'utiliser la laveuse ou le lave-vaisselle. De l'hydrogène est potentiellement présent dans les canalisations s'il y a un gargouillement inhabituel et des éclaboussures lorsque vous ouvrez le robinet, comme cela arrive parfois lorsque de l'air est entraîné avec l'eau. « Ne pas fumer ni approcher une source de chaleur ou une flamme à proximité du robinet lorsque vous l'ouvrirez »[1] !

En particulier, si vous partez longtemps et que votre chauffe-eau et la tuyauterie risquent d'être exposés à des températures très froides, vous devez les drainer sous peine de rentrer face à un désastre ! Vérifiez le chauffe-eau au complet après l’avoir fermé pour une période prolongée avant de le remettre en marche. Assurez-vous que le chauffe-eau soit totalement rempli et que le robinet d’arrêt d’eau froide soit ouvert avant de relancer l'installation, et évitez de consommer de l'eau chaude avant que la totalité du ballon ne soit montée en température, afin d'éviter les risques de Légionellose.

[1]GSW Water Heating. Chauffe-eau électrique : directives d'installation et d'utilisation.

 

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